Najprostsze "MPPT" na działkę

Ostatnio postanowiłem troszkę bardziej zapoznać się z MPPT.
Zrobiłem nawet układ z procesorem który mierzył prąd i napięcie, następnie mnożył te wartości i na podstawie wyniku ustawiał odpowiednie obciążenie dla PV.
Układ działał prawidłowo, ale podczas testów zauważyłem, że nieważne jakim prądem obciąży się panel (do pewnego momentu), to moc zawsze jest taka sama tzn.
przy 2A napięcie było 20V
przy 1A napięcie było 40V
itd..
Niestety tak jak wspomniałem wyżej jest pewien próg (zależny od nasłonecznienia), jeśli go przekroczymy to napięcie oraz prąd spadają drastycznie i z PV nie "wyciągniemy" nic.
Na podstawie tych doświadczeń doszedłem do wniosku, że nie trzeba mierzyć prądu, a jedynie kontrolować napięcie wyjściowe PV.
I tak oto powstał ten "wynalazek":

Wykorzystałem tutaj gotową przetwornicę step down, która ma regulację prądu oraz napięcia. Dołożyłem jedynie potencjometr, Zenerkę i dwa rezystory.
Zasada działania jest bardzo prosta - kiedy wartość ustawiona na potencjometrze R4 przekroczy napięcie Zenera przez diodę zacznie płynąć prąd, który przez R3 ustawia maksymalny prąd przetwornicy.
Reasumując, jeśli napięcie jest wystarczająco wysokie zwiększamy prąd, jeśli wartość prądu jest zbyt duża to spada napięcie PV zmniejszając maksymalny prąd przetwornicy (i tak w kółko).
Dzięki temu napięcie PV nigdy nie spadnie poniżej ustawionej wartości i możemy pobierać prąd nawet w pochmurne dni.
Oczywiście moc będzie proporcjonalna do nasłonecznienia, ale nigdy nie przeciążymy PV, więc nawet jak prąd spadnie do 0,5A to 40V x 0,5A = 20W.
Odliczając straty na przetwornicy to aku będzie ładowane prądem około 1,5A.

Jeśli ktoś ma jakieś uwagi lub pytania to proszę pisać.

Możesz podać symbol przetwornicy?

Poszukaj na Al..... Przetwornica Step Down 300W 9A
Wygląda tak:

A może coś takiego https://allegro.pl/oferta/regulator-ladowania-10a-pwm-solar-12v-24v-panel-pv-7568866007

Po pierwsze, podawanie takich linków jest niedopuszczalne na elektrodzie

zadam1 wrote:

A może coś takiego https://allegro.pl/oferta/regulator-ladowania-10a-pwm-solar-12v-24v-panel-pv-7568866007

Po drugie co to ma wspólnego z MPPT?

Ja użyłem po prostu atmegi i mosfeta (+ drobnica), oraz zasilacza impulsowego ustawionego na 14,4V. Zaimplementowany reg. PI, którego wejściem jest napięcie na panelach, a wyjściem PWM dla p-mosfeta pomiędzy zasilaczem a akumulatorami. Ten analogowy układ jak działa to super, osobiście by mi się nie chciało . Do atmegi dorzucam moduł z ESP8266 i będę miał pomiary w czasie rzeczywistym.

Ciekawy projekt.
Mam małą uwagę, to nie jest algorytm MPPT. W zasadzie to jest PWM z ograniczeniem prądu ładowania.
Algorytm MPPT na podstawie napiecia panelu i prądu, dopasowuje parametry ładowania tak, aby uzyskać maksymalna moc. Robię sie to poprzez porównanie pomiaru napiecia i prądu = mocy z poprzednią wartością i zmianę parametrów ładowania tak, aby dążyć do maksymalnej w danej chwili wartości mocy.mintak w kółko.
W Twoim układzie mamy w zasadzie stabilizator napiecia z ograniczeniem prądowym czyli w zasadzie, używając notacji fotowoltaicznej, regulator PWM.

Pozdr

Wychodzi na to że moja propozycja nie do końca to sterownik z MTTP , ale i pokazany projekt również

Chrusta wrote:

Ja użyłem po prostu atmegi i mosfeta (+ drobnica), oraz zasilacza impulsowego ustawionego na 14,4V. Zaimplementowany reg. PI, którego wejściem jest napięcie na panelach, a wyjściem PWM dla p-mosfeta pomiędzy zasilaczem a akumulatorami. Ten analogowy układ jak działa to super, osobiście by mi się nie chciało . Do atmegi dorzucam moduł z ESP8266 i będę miał pomiary w czasie rzeczywistym.

Ja też na początku użyłem attiny13 i zrobiłem prawdziwe MPPT, ale tutaj wystarczy
dołożyć jedynie potencjometr, Zenerkę i dwa rezystory, więc nie wiem co by Ci się nie chciało?

Slawek K. wrote:

Ciekawy projekt.
Mam małą uwagę, to nie jest algorytm MPPT. W zasadzie to jest PWM z ograniczeniem prądu ładowania.
Algorytm MPPT na podstawie napiecia panelu i prądu, dopasowuje parametry ładowania tak, aby uzyskać maksymalna moc. Robię sie to poprzez porównanie pomiaru napiecia i prądu = mocy z poprzednią wartością i zmianę parametrów ładowania tak, aby dążyć do maksymalnej w danej chwili wartości mocy.mintak w kółko.
W Twoim układzie mamy w zasadzie stabilizator napiecia z ograniczeniem prądowym czyli w zasadzie, używając notacji fotowoltaicznej, regulator PWM.

Pozdr

Wiem, że nie jest to typowy algorytm MPPT, ale z moich obserwacji wynika, że MPPT robi dokładnie to samo, czyli próbuje zwiększyć prąd, i zwiększa go tak długo dopóki nie zacznie spadać napięcie , bo wtedy I * U jest mniejsze
Rożnica jest tylko taka, że MPPT potrafi zjechać do 20V i 2A, a mój układ schodzi
do 40V i 1A, ale moc jest ta sama
Wiem, że taki układ ma swoje wady, bo lepiej zrobić 12V z 20V niż 12V z 40V
ale dla tych co nie bardzo radzą sobie z elektroniką to idealne rozwiązanie przy takich małych mocach no i cena poniżej 30zł

Wobec powyższych teorii mam pytanie, jaki panel kolega wykorzystuje w tym układzie ? pytam dlatego, że kolega raz pisze o 20V a drugi o 40V. Jeżeli ten układ ma ładować akumulator to i tak musi być ograniczone maks. napięcie ładowania dla danego typu akumulatora.
Maksymalna moc panelu jest stała, nie da się uzyskać z panelu więcej niż jego maksymalna moc która jak wiadomo jest iloczynem napięcia i prądu w punkcie maksymalnej mocy (VMPP), inaczej będzie to perpetum mobile, a wiadomo, że ono nie istnieje.
Nie kwestionuję pomysłu i realizacji, jednak uważam, że po prostu tytuł wątku wprowadza w błąd bo ten układ nie ma nic wspólnego z algorytmem MPPT.

Pozdr

Napięcie o którym piszę, to napięcie z dwóch ogniw GS-50 i ono się zmienia
Załóżmy, że przy pełnym słońcu początkowa moc to
40V i 1A = 40W
MPPT zwiększa prąd do 1,1A wówczas napięcie spada do 38V
38V * 1,1A = 41,8W więc moc wzrosła
MPPT znowu zwiększa prąd do 1,2A wówczas napięcie spada do 37V
37V * 1,2A = 44,4W i znowu rośnie moc
itd..
Oczywiście ta moc nie będzie rosła w nieskończoność, bo panel ma swoją maksymalną moc zależną od oświetlenia
Przy lekko zachmurzonym niebie MPPT potrafi tak długo zwiększać prąd PV, że napięcie spada do 20V, a prąd dochodzi do 2A
Na wyjściu przetwornicy jest cały czas 13,8V ustalone potencjometrem R9
Może tytuł trochę myli, ale efekt działania tego układu jest identyczny jak algorytmu MPPT, czyli obciążamy PV tak mocno dopóki moc nie zacznie spadać

A czy 13,8V zapewnia maksymalny (największy) prąd ładowania akumulatora?

To zależy od akumulatora

Cześć,

chcę wypróbować ten układ u siebie lecz nie rozumiem dlaczego zenerka jest 9,1V?

Jak rozumiem, na potencjometr R4 podajemy napięcie z panela fotowoltaicznego i jaką watrość napięcia ustawiamy za potencjometrem? Zbliżoną do VMP panelu? W sensie jak regulować ten układ, żeby "sciągał" z panelu maksymalnie możliwe prądy?

U siebie chcę przetestować trochę inne zestawienie niż autor wątku - panel ma napięcie mocy maksymalnej 18,72V i prąd max 8,55A a chce ładować akumulator 24V, więc zastosuję przetwornicę step up 400W.

Zenerka jest 9,1V , bo taką miałem pod ręką
Na potencjometr R4 podajemy napięcie z panela fotowoltaicznego, na suwaku ustawiamy napięcie 9,1V przy prawie maksymalnym napięciu, czyli w twoim przypadku około 17V

Aaa.. teraz rozumiem, wtedy jak spadnie na panelu poniżej 17V to zenerka blokuje, przetwornica obcina prąd, napięcie na panelu rośnie.

To działa on-off czy można cierpliwie wyregulować tak aby prąd liniowo malał i rósł w miarę warunków naświetlenia?

Przez zenerkę prąd zaczyna płynąc już przy ~8V , a maksymalny jest przy ~10V, więc jest to w miarę liniowe, w każdym razie nie dział to tak jak przekaźnik on-off

acctr wrote:

kogiel wrote:

nigdy nie przeciążymy PV

Nie da się przeciążyć panelu FV jego własną energią...

Pisząc "przeciążymy" miałem na myśli sytuacje kiedy przy słabym słońcu obciążymy panel zbyt dużym prądem, wówczas na wyjściu otrzymamy 0V
Ten układ nie pozwoli na zbyt duże obciążenie panela, dzięki temu nawet przy słabym słońcu akumulator nadal będzie ładowany, tyle, że mniejszym prądem ;-)

Dodano po 1 [minuty]:

kogiel wrote:

Układ działał prawidłowo, ale podczas testów zauważyłem, że nieważne jakim prądem obciąży się panel (do pewnego momentu), to moc zawsze jest taka sama tzn.
przy 2A napięcie było 20V
przy 1A napięcie było 40V
itd..

To oznacza, że nie wykorzystywałeś max mocy panelu podczas pomiarów. Istota MPPT to tak dopasować impedancję obciążenia aby w każdych warunkach pogodowych była wykorzystana max moc panelu, inaczej mówiąc wykorzystać całą energię, jaką daje Słońce na powierzchnię panelu.[/quote]

Tak działał ten poprzedni sterownik, dlatego zbudowałem drugi którego schemat przedstawiłem